三維模型庫在《機械制圖》教學中的應用

摘 要:教學模型在機械制圖教學過程中發揮著重要的輔助作用。本文首先討論了傳統模型的缺點，結合實際教學情況，提出了建立虛擬三維模型庫，將三維模型應用到機械制圖教學過程中，會取得更好的教學效果。

關鍵詞:機械制圖傳統模型虛擬模型

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2011)05(a)-0167-01

機械制圖是一門系統性較強，邏輯思維嚴密的技術基礎課，它要求學生有一定的空間想象能力和空間思維能力。而對于技校學生來說，這兩種能力相當缺乏，因此，學習時難度很大，并隨知識的不斷深入越來越感到力不從心，為了促進兩種能力并得以提高，在教學過程中大量使用教學模型，則可以幫助學生形象地理解教學內容，增加學生的感性認識，最終達到空間思維能力的培養。針對我校教學實際情況，我們開發了機械制圖虛擬模型庫，并已經應用到機械制圖教學過程中，取到了非常好的教學效果，下面介紹我們的教學體會和虛擬模型庫應用情況。

1#8201;傳統教學模型特點

在傳統教學中，教師使用的模型大都是木制模型，這種模型在教學過程中雖是不可缺少的，但同時也存在一定的局限性:（1）傳統的教學模型因體積和重量的原因，不易攜帶，同時也容易磨損，價格高。（2)傳統的教學模型更新換代的速度慢，往往與教材脫節，導致不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要。(3）傳統實物模型不能修改，教師常常不能根據實際情況靈活選用教具。（4）傳統實物模型大都是體積較小的零件模型，而對于大型的零件和裝配體來說，則不可能在課堂上進行演示，即使去車間參觀實物，學生也不能隨機進行拆卸、反轉和剖切來觀察內部結構及裝配關系。如果用虛擬三維立體模型進行課堂演示，則可以解決傳統教學模型和課堂教學的矛盾。

2#8201;虛擬模型庫的應用

近年來，計算機應用技術不斷發展，多媒體技術越來越受到廣大教育工作者的歡迎和重視，各個學校也逐步建立了多媒體教室，配備了先進的計算機，教師和學生還可以利用網絡進行備課和學習，這些有利的因素都為機械制圖虛擬模型庫的應用創造了條件。

2.1#8201;彌補傳統模型的不足，提高課堂教學效果

應用三維軟件創建的虛擬模型的真實感完全和現實中的零件一樣，如圖1所示，教師可根據教學需要將點、線、面、體等不同要素設置成不同的顏色來加強對所講內容的表達，例如，為了充分展示相貫線的形狀和變化趨勢，我們將相貫體設置成不同的顏色，再加上動畫效果，從而可以使教學中的知識難點更加清晰、生動，形象。利用計算機軟件還可以方便地進行教學模型修改與新建，這樣不僅能夠及時補充符合新教學內容的模型，還可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型，充分滿足了教學中對模型種類及數量的需要，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。

在虛擬模型庫里還制作了各種模型的組合和切割的過程，同學們可以對其進行任意的旋轉和剖切(如圖2所示)，觀察其結構情況。除此之外，可以利用光盤、移動硬盤等各種存儲設備存儲數量眾多的模型，攜帶非常方便。以上虛擬模型的各種優點完全可以彌補傳統教學模型的不足，在課堂上兩種模型共同使用，則可以達到更好的教學效果。

2.2#8201;作為課下學習的助學型課件，提高學習的主動性和學習效率

近幾年來，由于同一班級生源質量的差異增加以及機械制圖的授課時數不斷減少，使得教師的課后輔導的難度增強。對于程度低一些的學生，如果輔導不夠及時，他們一旦無法戰勝學習中的困難，便退縮或放棄學習，并失去了對機械制圖學習的興趣。機械制圖虛擬模型庫可以載入網絡，不受時空的限制在網上進行傳輸，當學生在課后練習中遇到困難，沒有教師輔導的時候，則可以直接通過校園網進入虛擬模型庫主頁，在模型庫中找到自己需要的模型(如圖3所示)，進行仔細觀察，增強對實物的感官認識，從而輔助完成課后練習。另一方面，在機械制圖的學習過程中，閱讀、分析、比較典型機械圖樣，對學生提高讀圖能力、開闊視野、積累經驗、提高對機械零件的表達能力都有一定的幫助。

機械制圖虛擬模型庫收集了大量典型零、部件的三維模型與二維工程視圖，采用了不同的表達方法，供學生進行學習。教學實踐證明，計算機模型庫可以改變傳統教學的單調模式，有助于學生從被動學習變為主動學習，從而提高學習效率，達到較好的教學效果。

參考文獻

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[2]葉琳.虛擬現實機械零件模型庫的實現技術[J].計算機與現代化，2002，2.